Robotik

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 4. juni 2021; checks kræver 20 redigeringer .

Robotics (af robot og teknologi ; engelsk  robotics  - robotics [1] , robotics [2] ) er en anvendt videnskab , der udvikler automatiserede tekniske systemer og er det vigtigste tekniske grundlag for udvikling af produktionen [3] .

Robotteknologi trækker på discipliner som elektronik , mekanik , kybernetik , fjernbetjening , mekatronik [4] , datalogi og radio- og elektroteknik . Der er byggeri, industri, husholdning, medicinsk, luftfart og ekstrem (militær, rum, undervands) robotik.

Etymologi af udtrykket

Ordet "robotics" (eller "robotics", "robotics" ) blev første gang brugt på tryk af Isaac Asimov i science fiction-historien "The Liar", udgivet i 1941.

Ordet "robotics" var baseret på ordet " robot ", som blev opfundet i 1920  af den tjekkiske forfatter Karel Capek og hans bror Josef til Karel Capeks science fiction-skuespil R.U.R. (Rossums Universal Robots), som blev opført første gang i 1921 og nød succes hos publikum. . I den arrangerer ejeren af ​​planten frigivelsen af ​​mange androider , som først arbejder uden hvile, men derefter rejser sig og ødelægger deres skabere [5] .

Industrihistorie

Nogle af de ideer, der senere dannede grundlaget for robotteknologi, dukkede op i oldtiden - længe før introduktionen af ​​ovenstående udtryk. Der er fundet rester af bevægelige statuer lavet i det 1. århundrede f.Kr. [4] . Iliaden af ​​Homer siger, at guden Hefaistos lavede talende tjenestepiger af guld, hvilket gav dem intelligens (det vil sige i moderne sprog, kunstig intelligens ) og styrke [6] . Den antikke græske mekaniker og ingeniør Archytas fra Tarentum er krediteret for skabelsen af ​​en mekanisk due, der er i stand til at flyve (ca. 400 f.Kr.) [7] . For mere end to tusinde år siden skabte Heron of Alexandria den automatiske Singing Bird-vandmaskine og en række systemer med bevægelige figurer til gamle templer [8] . I 270 opfandt den antikke græske opfinder Ctesibius et særligt vandur, kaldet clepsydra (eller "stjæletid"), som med sin geniale indretning vakte betydelig interesse hos samtidige [9] . I 1500 udviklede den store Leonardo da Vinci en mekanisk anordning i form af en løve, som skulle åbne Frankrigs våbenskjold, når kongen kom ind i byen. I det 18. århundrede skabte den schweiziske urmager P. Jaquet-Droz den mekaniske Scribe-dukke, som kunne programmeres ved hjælp af kamtromler til at skrive tekstbeskeder indeholdende op til 40 bogstaver [8] . I 1801 introducerede den franske købmand Joseph Jacquard et dengang avanceret vævedesign, der kunne "programmeres" ved hjælp af specielle kort med huller til at gengive gentagne dekorative mønstre på vævede stoffer. I begyndelsen af ​​det 19. århundrede blev denne idé lånt af den engelske matematiker Charles Babbage for at skabe en af ​​de første automatiske computere [9] . Omtrent i 30'erne af det XX århundrede dukkede androider op , realiserede elementære bevægelser og var i stand til at udtale de enkleste sætninger på kommando af en person. En af de første sådanne udviklinger var designet af den amerikanske ingeniør D. Wexley, skabt til verdensudstillingen i New York i 1927 [8] .

I 1950'erne dukkede mekaniske manipulatorer til arbejde med radioaktive materialer op. De var i stand til at kopiere bevægelserne af hænderne på operatøren, som var et sikkert sted. I 1960'erne blev fjernstyrede platforme med hjul med en manipulator, et fjernsynskamera og en mikrofon udviklet til undersøgelse og prøveudtagning i områder med høj radioaktivitet [8] .

Den udbredte introduktion af industrielle værktøjsmaskiner med numerisk styring har stimuleret skabelsen af ​​programmerbare manipulatorer, der bruges til at læsse og aflæsse værktøjsmaskiner. I 1954 patenterede den amerikanske ingeniør D. Devol en metode til styring af en ind- og udlæsningsmanipulator ved hjælp af udskiftelige hulkort , som følge heraf skabte han i 1956 sammen med D. Engelberger verdens første industrivirksomhed Unimation ( eng.  Unimation fra Universal Automation ) til produktion af industriel robotik. I 1962 blev de første industrirobotter i USA, Versatran og Unimate, frigivet, og nogle af dem fungerer stadig efter at have overvundet tærsklen på 100 tusind timers arbejdsliv. Mens forholdet mellem elektronik og mekaniske omkostninger i disse tidlige systemer var 75 % til 25 %, er det nu omvendt. Samtidig fortsætter de endelige omkostninger til elektronik med at falde støt. Fremkomsten af ​​billige mikroprocessorstyringssystemer i 1970'erne, som erstattede specialiserede robotkontrolenheder med programmerbare controllere, hjalp med at reducere omkostningerne ved robotter med omkring tre gange. Dette tjente som et incitament til deres massedistribution i alle brancher af industriel produktion [8] .

En masse af sådanne oplysninger er indeholdt i bogen "Robotics: History and Prospects" af I. M. Makarov og Yu. I. Topcheev , som er en populær og detaljeret historie om den rolle, som robotter har spillet (og stadig vil spille) i historien af civilisationens udvikling.

De vigtigste klasser af robotter

Du kan bruge flere tilgange til at klassificere robotter - for eksempel efter omfang, efter formål, efter bevægelsesmetode osv. Ved omfanget af hovedapplikationen kan industrirobotter, forskningsrobotter, robotter brugt i undervisningen, specielle robotter skelnes.

De vigtigste klasser af robotter til generelle formål er manipulerende og mobile robotter.

Manipulationsrobot  er en automatisk maskine (stationær eller mobil), der består af en aktuator i form af en manipulator med flere grader af mobilitet og en programstyringsenhed, som tjener til at udføre motor- og kontrolfunktioner i produktionsprocessen. Sådanne robotter produceres i gulv- , suspenderede og portalversioner . Modtog den største distribution i maskin- og instrumentfremstillingsindustrien [10] .

En mobil robot  er en automatisk maskine, der har et bevægeligt chassis med automatisk styrede drev. Sådanne robotter kan køres på hjul , gå og larve (der er også kravlende , flydende og flyvende mobile robotsystemer, se nedenfor) [11] .

Robotkomponenter

Drev

• Aktuatorer: Disse er robotternes "muskler". Elektriske motorer er i øjeblikket de mest populære motorer i drev, men andre, der bruger kemikalier, væsker eller trykluft, er også i brug.
• DC-motorer : I øjeblikket bruger de fleste robotter elektriske motorer , som kan være af flere typer.
• Steppermotorer : Som navnet antyder, roterer stepmotorer ikke frit som jævnstrømsmotorer. De drejer trin for trin til en bestemt vinkel under kontrol af controlleren. Dette eliminerer behovet for en positionssensor, da den vinkel, hvormed drejningen blev foretaget, er kendt af controlleren; derfor bruges sådanne motorer ofte i drevene til mange robotter og CNC-maskiner.
• Piezomotorer : Et moderne alternativ til DC-motorer er piezomotorer, også kendt som ultralydsmotorer. Princippet i deres arbejde er meget originalt: små piezoelektriske ben, der vibrerer med en frekvens på mere end 1000 gange i sekundet, får motoren til at bevæge sig i en cirkel eller en lige linje. Fordelene ved sådanne motorer er høj nanometeropløsning, hastighed og kraft, der ikke kan måle sig med deres størrelse. Piezomotorer er allerede kommercielt tilgængelige og bruges også i nogle robotter.
• Luftmuskler : Luftmuskler er en enkel, men kraftfuld enhed til at give stød. Når de pustes op med trykluft, kan muskler trække sig sammen op til 40 % af deres længde. Årsagen til denne adfærd er vævningen, der er synlig udefra, hvilket gør, at musklerne enten er lange og tynde eller korte og tykke. . Da den måde, de arbejder på, ligner biologiske muskler, kan de bruges til at producere robotter med muskler og skeletter, der ligner dyrs [12] [13] .
• Elektroaktive polymerer : Elektroaktive polymerer er en type plast, der ændrer form som reaktion på elektrisk stimulation. De kan udformes på en sådan måde, at de kan bøjes, strækkes eller trække sig sammen. Men på nuværende tidspunkt er der ingen EAP'er, der er egnede til produktion af kommercielle robotter, da alle deres nuværende eksisterende prøver er ineffektive eller skrøbelige.
• Elastiske nanorør : Dette er en lovende eksperimentel teknologi på et tidligt udviklingsstadium. Fraværet af defekter i nanorør gør, at fiberen kan deformeres elastisk med nogle få procent. Den menneskelige bicep kan erstattes med en ledning af dette materiale med en diameter på 8 mm. Sådanne kompakte "muskler" kan hjælpe robotter i fremtiden med at overhale og hoppe over en person.

Sensorer

• Berøringssensorer .
• Lyssensorer .
• Gyroskop sensor .
• afstandssensor .
• Ekkolod og andre sensorer afhængigt af robottens formål.

Måder at flytte på

Robotter med hjul og spor

De mest almindelige robotter i denne klasse er [14] [15] firehjulede og bæltede robotter . Der bliver også skabt robotter, der har et andet antal hjul; i dette tilfælde er det ofte muligt at forenkle designet af robotten, samt at give den mulighed for at arbejde i rum, hvor det firehjulede design er ubrugeligt.

To-hjulede robotter bruger som regel visse gyroskopiske enheder til at bestemme hældningsvinklen af ​​robotkroppen og generere den passende styrespænding , der påføres robotternes drev (for at opretholde balancen og udføre de nødvendige bevægelser) . Opgaven med at opretholde balancen i en tohjulet robot er relateret til dynamikken i et omvendt pendul [16] . Mange lignende "balanceringsanordninger" er blevet udviklet [17] . Sådanne enheder omfatter Segway , som kan bruges som en robotkomponent; for eksempel bruges segwayen som transportplatform i robotten udviklet af NASA Robonaut [18] .

Et-hjulede robotter er på mange måder en udvikling af de ideer, der er forbundet med to-hjulede robotter. For at bevæge sig i 2D-rum kan en kugle drevet af flere drev bruges som et enkelt hjul. Der findes allerede flere udviklinger af sådanne robotter. Eksempler er ballbot udviklet ved Carnegie Mellon University , BallIP ballbot udviklet ved Tohoku Gakuin University [19] eller Rezero ballbot [20] udviklet ved ETH .  Robotter af denne type har nogle fordele forbundet med deres aflange form, som kan give dem mulighed for bedre at integrere sig i det menneskelige miljø, end det er muligt for nogle andre typer robotter [21] .

Der findes en række prototyper af sfæriske robotter. Nogle af dem bruger rotationen af ​​den indre masse til at organisere bevægelsen [22] [23] [24] [25] . Robotter af denne type kaldes engelske.  sfæriske kuglerobotter _ orb bot [26] og engelsk. kuglebot [27] [28] .   

I en række designs af mobile hjulrobotter anvendes rullebærende hjul af typen "omnidirektionelle" (" omnidirektionale hjul "); sådanne robotter er karakteriseret ved øget manøvredygtighed [29] [30] .

Til at bevæge sig på ujævne overflader, græs og stenet terræn udvikles sekshjulede robotter , som har mere vejgreb sammenlignet med firehjulede. Larver giver endnu mere greb. Mange moderne kamprobotter , såvel som robotter designet til at bevæge sig over ru overflader, udvikles som sporet. Samtidig er det svært at bruge sådanne robotter indendørs, på glatte overflader og tæpper. Eksempler på sådanne robotter er robotten udviklet af NASA .  Urban Robot ("Urbie") [31] iRobot 's Warrior og PackBot robotter .

Vandrende robotter

De første publikationer om de teoretiske og praktiske spørgsmål om at skabe gående robotter går tilbage til 1970'erne og 1980'erne [32] [33] .

At flytte en robot ved hjælp af "ben" er et komplekst dynamisk problem. Der er allerede skabt en række robotter, der bevæger sig på to ben, men disse robotter kan endnu ikke opnå en så stabil bevægelse, som er iboende i mennesker. Der er også skabt mange mekanismer, der bevæger sig på mere end to lemmer. Opmærksomheden på sådanne strukturer skyldes, at de er lettere at designe [34] [35] . Hybride varianter tilbydes også (som robotterne fra filmen I, Robot , der er i stand til at bevæge sig på to lemmer, mens man går og på fire lemmer, mens man løber).

Robotter, der bruger to ben, har tendens til at bevæge sig godt på gulvet, og nogle designs kan bevæge sig op ad trappen. At bevæge sig over ujævnt terræn er en vanskelig opgave for robotter af denne type. Der er en række teknologier, der tillader gående robotter at bevæge sig:

• Servo + hydromekanisk drev  er en tidlig teknologi til design af gående robotter, implementeret i en række eksperimentelle robotmodeller fremstillet af General Electric i 1960'erne. Det første GE-projekt udført i metal ved hjælp af denne teknologi og, efter al sandsynlighed, verdens første gårobot til militære formål var den "firbenede transportør" Walking Truck (maskinen har robotlemmer, styring udføres af en person direkte i førerhuset).
• ZMP-teknologi: ZMP ( eng.  zero moment point , "point of zero moment " ) er en algoritme, der bruges i robotter som Hondas ASIMO . Kørecomputeren styrer robotten på en sådan måde, at summen af ​​alle eksterne kræfter, der virker på robotten, er rettet mod overfladen, som robotten bevæger sig på. På grund af dette skabes der ikke noget drejningsmoment, der kan få robotten til at falde [36] . En sådan bevægelsesmåde er ikke typisk for en person, hvilket kan ses ved at sammenligne ASIMO-robottens bevægelsesmåde og en person [37] [38] [39] .
• Jumping Robots: I 1980'erne udviklede professor Marc Raibert fra MIT  Leg Laboratory en robot, der kunne balancere sig selv ved at hoppe med kun et ben. Robottens bevægelser ligner en person på en pogo-pind [40] . Efterfølgende blev algoritmen udvidet til mekanismer ved hjælp af to og fire ben. Lignende robotter har demonstreret evnen til at løbe og evnen til at udføre saltomortaler [41] . Robotter, der bevægede sig på fire lemmer, demonstrerede løb, bevægelse i trav , gang , hop [42] .
• Adaptive algoritmer til opretholdelse af ligevægt. De er hovedsageligt baseret på beregningen af ​​afvigelser af den øjeblikkelige position af robottens massecenter fra en statisk stabil position eller en forudbestemt bane for dens bevægelse. Især en gående robot-porter Big Dog bruger en lignende teknologi . Ved bevægelse opretholder denne robot en konstant afvigelse af den aktuelle position af massecentret fra punktet for statisk stabilitet , hvilket medfører behov for en slags indstilling af benene ("knæ indad" eller "træk-skub"). og skaber også problemer med at standse bilen ét sted og træne overgangsgange. En adaptiv algoritme til opretholdelse af stabilitet kan også være baseret på at opretholde en konstant retning af hastighedsvektoren for systemets massecenter, men sådanne teknikker er kun effektive ved tilstrækkeligt høje hastigheder. Af størst interesse for moderne robotteknologi er udviklingen af ​​kombinerede metoder til opretholdelse af stabilitet, der kombinerer beregningen af ​​systemets kinematiske egenskaber med højeffektive metoder til probabilistisk og heuristisk analyse .

Andre bevægelsesmetoder

• Flyvende robotter. De fleste moderne fly er flyvende robotter styret af piloter. Autopiloten er i stand til at styre flyvningen på alle stadier - inklusive start og landing [43] . Flyvende robotter omfatter også ubemandede luftfartøjer (UAV'er; krydsermissiler er en vigtig underklasse ). Sådanne enheder er som regel lette i vægt (på grund af manglen på en pilot) og kan udføre farlige missioner; nogle UAV'er er i stand til at skyde på kommando af operatøren. UAV'er, der er i stand til at skyde automatisk, udvikles også. Ud over den bevægelsesmetode, der bruges af fly, bruger flyvende robotter også andre bevægelsesmetoder - for eksempel svarende til dem, der bruges af pingviner , rokker , vandmænd ; Festos Air Penguin [44] [45] , Air Ray [46] og Air Jelly [47] robotter bruger denne bevægelsesmåde eller bruger insektflyvningsmetoder såsom RoboBee [ 48] .

• Kravlende robotter. Der er en række udviklinger af robotter, der bevæger sig som slanger , orme , snegle [49] ; på samme tid kan robotten til at implementere bevægelsen bruge friktionskræfter (når den bevæger sig langs en ru støtteflade) [50] [51] eller en ændring i overfladens krumning (i tilfælde af en glat overflade med variabel krumning) [52] . Det antages, at denne bevægelsesmåde kan give dem evnen til at bevæge sig i snævre rum; det er især planlagt at bruge sådanne robotter til at søge efter mennesker under murbrokkerne af sammenstyrtede bygninger [53] . Der er også udviklet Serpentine-robotter, der kan bevæge sig gennem vand; Et eksempel på et sådant design er den japanske robot ACM-R5 [54] [55] .
• Robotter, der bevæger sig på lodrette overflader. Når de designes, bruges forskellige tilgange. Den første tilgang er at designe robotter, der bevæger sig som en person, der klatrer op på en væg dækket med afsatser. Et eksempel på et sådant design er Capuchin-robotten udviklet ved Stanford University [56] . En anden tilgang er at designe robotter, der bevæger sig som gekkoer og er udstyret med sugekopper [57] . Wallbot [58] og Stickybot [59] er eksempler på sådanne robotter .
• flydende robotter. Der er mange udviklinger af robotter, der bevæger sig i vandet og efterligner fiskens bevægelser . Ifølge nogle skøn kan effektiviteten af ​​en sådan bevægelse være 80 % højere end effektiviteten af ​​bevægelse ved brug af en propel [60] . Derudover producerer sådanne design mindre støj og er også kendetegnet ved øget manøvredygtighed. Dette er årsagen til forskernes store interesse for robotter, der bevæger sig som fisk [61] . Eksempler på sådanne robotter er Robotic Fish- robotten [62] udviklet ved University of Essex og Tuna - robotten udviklet af Institute of Field Robotics til at undersøge og simulere tunens bevægelsesmåde . Der er også udviklinger af flydende robotter af andre designs [63] . Eksempler er Festos robotter Aqua Ray , som efterligner en pilrokkes bevægelser og Aqua Jelly , som efterligner en vandmands bevægelser . 

Kontrolsystemer

Robotstyring forstås som løsningen af ​​et kompleks af opgaver relateret til tilpasning af robotten til rækken af ​​opgaver, den løser, programmering af bevægelser, syntese af styresystemet og dets software [ 64] .

I henhold til typen af ​​kontrol er robotsystemer opdelt i:

1. Bioteknisk:
   • kommando (tryk- og håndtagskontrol af individuelle dele af robotten);
   • kopiering (gentagelse af menneskelig bevægelse, det er muligt at implementere feedback, der overfører den påførte kraft, eksoskeletoner );
   • semi-automatisk (kontrol af et kommandolegeme, for eksempel håndtaget til hele robottens kinematiske skema);
2. Automatisk:
   • software (de fungerer i henhold til et forudbestemt program, hovedsagelig designet til at løse monotone opgaver under uændrede miljøforhold);
   • adaptive (de løser typiske opgaver, men tilpasser sig driftsforholdene);
   • intellektuel (de mest udviklede automatiske systemer);
3. Interaktiv:
   • automatiseret (skiftning af automatiske og biotekniske tilstande er mulig);
   • tilsyn (automatiske systemer, hvor en person kun udfører målstyrende funktioner);
   • dialog (robotten deltager i en dialog med en person for at vælge en adfærdsstrategi, mens robotten som regel er udstyret med et ekspertsystem, der er i stand til at forudsige resultaterne af manipulationer og give råd om valg af mål).

Blandt robotstyringens hovedopgaver er følgende [65] :

• positionsplanlægning;
• bevægelse planlægning;
• planlægning af kræfter og momenter;
• dynamisk nøjagtighedsanalyse;
• identifikation af robottens kinematiske og dynamiske egenskaber.

Resultaterne af teknisk kybernetik og teorien om automatisk kontrol er af stor betydning i udviklingen af ​​metoder til styring af robotter .

Ansøgninger

Det gennemsnitlige antal robotter i verden i 2017 er 69 pr. 10.000 arbejdere. Det højeste antal robotter er i Sydkorea - 531 pr. 10.000 arbejdere, Singapore - 398, Japan - 305, Tyskland - 301 [66] .

Uddannelse

Robotkomplekser er også populære inden for uddannelse som moderne højteknologiske forskningsværktøjer inden for automatisk kontrolteori og mekatronik . Deres brug i forskellige uddannelsesinstitutioner inden for sekundær og videregående faglig uddannelse gør det muligt at implementere konceptet " læring gennem projekter ", som er grundlaget for et så stort fælles uddannelsesprogram for USA og EU som ILERT . Brugen af ​​robotsystemers muligheder i ingeniøruddannelser gør det muligt samtidig at udvikle faglige færdigheder inden for flere beslægtede discipliner på én gang: mekanik , kontrolteori , kredsløb , programmering , informationsteori . Efterspørgslen efter kompleks viden bidrager til udviklingen af ​​forbindelser mellem forskerhold. Derudover står elever, der allerede er i gang med profiltræning, over for behovet for at løse reelle praktiske problemer.

Populære robotkomplekser til pædagogiske laboratorier:

• Mekatronik kontrolsæt
• Festo Didaktik
• LEGO Mindstorms
• fischertechnik .
• Arduino- baserede undervisningssæt

Der er andre. Center for Pædagogisk Excellence i Moskva sammenlignede de mest populære platforme og robotsæt [67] .

Erhvervet som mobil robotiker er inkluderet på listen over 50 mest efterspurgte erhverv ifølge Arbejdsministeriet i Den Russiske Føderation [68]

Det forudsiges, at mængden af ​​salg af robotter til uddannelse og videnskab i 2016-2019. vil være 8 millioner enheder [69] .

Robotteknologi er inkluderet i skolepensum i 7-9 klassetrin [70]

Industri

Robotter er blevet brugt med succes i fremstillingen i årtier. Robotter erstatter med succes mennesker, når de udfører rutinemæssige, energikrævende, farlige operationer. Robotter bliver ikke trætte, de behøver ikke pauser til hvile, vand og mad. Robotter kræver ikke højere løn og er ikke medlem af fagforeninger.

Som regel har industrirobotter ikke kunstig intelligens. Typisk er gentagelsen af ​​de samme bevægelser af manipulatoren ifølge et stift program.

Der er gjort store fremskridt, for eksempel i brugen af ​​robotter på samlebåndene på bilfabrikker. Der er allerede planer for bilindustrien, hvor alle processer med at samle biler og transportere halvfabrikata vil blive udført af robotter, og folk vil kun kontrollere dem [71]

I den nukleare og kemiske industri er robotter meget brugt, når de arbejder i radioaktive og kemisk farlige miljøer for mennesker.

En robot til automatiseret diagnostik af tilstanden af ​​krafttransmissionsledninger er blevet skabt , bestående af en ubemandet helikopter og en enhed til landing og bevægelse langs en jordledning [72] .

I industrien i alle lande i verden i 2016 blev der brugt 1,8 millioner stykker robotter, det forudsiges, at deres antal i 2020 vil overstige 3,5 millioner stykker. [73]

Det forudsiges, at mængden af ​​salg af robotter i 2016-2019. til brug i logistik, byggeri og nedrivning vil beløbe sig til 177 tusind enheder [69] .

Landbrug

I landbruget bruges de første robotter, der udfører automatiseret pleje af afgrøder [74] . De første robotdrivhuse til dyrkning af grøntsager er ved at blive testet [75] [76] .

Det forudsiges, at mængden af ​​salg af robotter i 2016-2019. til brug i landbruget vil beløbe sig til 34 tusinde enheder [69] .

Et af de dynamisk udviklende områder for udvikling af robotteknologi i de senere år er brugen af ​​autonome styresystemer til landbrugstransport. Eksperter opdeler dem i to klasser: parallelle køresystemer eller retningsvisere og kontrolsystemer baseret på kunstig intelligens (AI).

Praksis med at bruge parallelle køresystemer har eksisteret i 25 år. Navigation i dem udføres af satellitsignal. Deres ulempe er den såkaldte "blindhed". Systemet reagerer kun på objekter, der tidligere er plottet på ruten. Hvis en uventet forhindring dukker op foran udstyret (en person, en el-pylon osv.), er risikoen for en hændelse meget høj. Derudover er der kendte problemer med parallelkørselssystemer relateret til unøjagtighed af satellitsignaler, behovet for at installere yderligere stationer og abonnere på betalingstjenester.

Den anden klasse - systemer af en ny generation, hvor ledelsen udføres på grundlag af kunstig intelligens, udvikler sig dynamisk. På trods af spillernes beskedne sammensætning vil de vigtigste begivenheder ifølge industrianalytikeres prognoser udspille sig i denne zone i den nærmeste fremtid.

Eksperter mener, at AI-baserede systemer tillader:

• Reducer høsttiden med op til 25 % i gennemsnit
• Reducer direkte afgrødetab med op til 13 %
• Reducer brændstofforbruget under høst med op til 5 %
• Øg maskinoperatørens daglige output med op til 25 %

Medicin

I medicin finder robotteknologi anvendelse i form af forskellige eksoskeletoner , der hjælper mennesker med nedsat funktion af bevægeapparatet [77] . Miniaturerobotter udvikles til implantation i den menneskelige krop til medicinske formål: pacemakere, informationssensorer osv. [78]

I Rusland er det første robotkirurgiske kompleks blevet udviklet til at udføre operationer i urologi [79] .

Det forudsiges, at mængden af ​​salg af robotter i 2016-2019. til brug i medicin vil være 8 tusinde enheder [69] .

Astronautik

Robotarme bruges i rumfartøjer. For eksempel havde Orlets observationsrumfartøjet en såkaldt kapselmaskine, der fyldte små nedstigningskapsler med filmoptagelser. Planetariske rovere, såsom måne-roveren og roveren , kan betragtes som de mest interessante eksempler på mobile robotter.

Sport

Det første Robot World Cup blev afholdt i Japan i 1996 (se RoboCup ).

Transport

Ifølge prognoser vil produktionen af ​​fuldautomatiske personbiler med autopilot i 2025 beløbe sig til 600 tusinde enheder. [80]

Krigsførelse

De første fuldt autonome robotter til militære applikationer er allerede blevet udviklet. Internationale forhandlinger begyndte at forbyde dem [81] [82] .

Brandsikkerhed

Brandrobotter (robotinstallationer) bruges aktivt i brandslukning. Robotten er i stand til selvstændigt at detektere en brandkilde uden menneskelig hjælp, beregne koordinaterne, rette et ildslukningsmiddel til midten af ​​branden. Som regel er disse robotter installeret på eksplosive genstande. .

Sociale implikationer af robotisering

Det bemærkes, at timelønnen for manuelt arbejde i udviklede lande stiger med omkring 10-15% om året, og omkostningerne ved at betjene robotudstyr stiger med 2-3%. Samtidig oversteg niveauet for timeløn for en amerikansk arbejder prisen på en times arbejde for en robot omkring midten af ​​70'erne af det XX århundrede. Som følge heraf begynder udskiftningen af ​​en person på arbejdspladsen med en robot at give nettooverskud om cirka 2,5-3 år [8] .

Robotisering af produktionen reducerer konkurrencefordele for økonomier med billig arbejdskraft og forårsager flytning af kvalificeret arbejdskraft fra produktion til servicesektoren. I fremtiden vil masseprofessionerne (chauffører, sælgere) blive robotiseret [83] [84] . I Rusland kan op til halvdelen af ​​arbejdspladserne erstattes [85] .

Stigningen i antallet af robotter brugt i amerikansk industri med ét stykke mellem 1990 og 2007 førte til eliminering af seks jobs for mennesker. Hver ny robot til tusind job sænker gennemsnitslønnen i den amerikanske økonomi med i gennemsnit en halv procent [86] .

I Rusland bruges robotter hovedsageligt i bilindustrien og mikroelektronik. [87]

Se også

• Robot
• Mekatronik
• Robotikkens tre love
• Isaac Asimov
• blød robotik
• Biorobotics

Robottyper:

• android
• kamprobot
• husstandsrobot
• Personlig robot
• industrirobot
• social robot
• Sharobot

Noter

1. ↑ Polyteknisk terminologisk forklarende ordbog / Samling: V. Butakov, I. Fagradyants. — M.: Polyglossum, 2014.
2. ↑ Traditionel oversættelse til russisk i A. Azimovs værker.
3. ↑ Popov, Written, 1990 , s. 3.
4. ↑ 1 2 Braga, 2007 , s. en.
5. ↑ Makarov, Topcheev, 2003 , s. 101.
6. ↑ Popov, Vereshchagin, Zenkevich, 1978 , s. elleve.
7. ↑ Bogolyubov, 1983 , s. 26.
8. ↑ 1 2 3 4 5 6 V. L. Konyukh. Robotikkens historie // Robotikkens grundlæggende elementer. - Rostov ved Don : "Phoenix", 2008. - S. 21. - 281 s. - ISBN 978-5-222-12575-5 .
9. ↑ 1 2 Wesley L. Stone. Robotikkens historie // Robotik og automatiseringshåndbog / Thomas R. Kurfess. - Boca Raton, London, New York, Washington, DC: CRC PRESS, 2005. - ISBN 0-8493-1804-1 .
10. ↑ Popov, Written, 1990 , s. 6-7.
11. ↑ Popov, Written, 1990 , s. 9.
12. ↑ Luftmuskler fra Image Company . Hentet 10. april 2011. Arkiveret fra originalen 14. november 2020. (ubestemt)
13. ↑ Luftmuskler fra Shadow Robot (link utilgængeligt) . Hentet 10. april 2011. Arkiveret fra originalen 27. september 2007. (ubestemt) 
14. ↑ Okhotsimsky, Martynenko, 2003 .
15. ↑ Tyagunov, 2007 .
16. ↑ TOBB . Mtoussaint.de. Hentet 27. november 2010. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
17. ↑ nBot, en tohjulet balanceringsrobot . geology.heroy.smu.edu. Hentet 27. november 2010. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
18. ↑ ROBONAUT-aktivitetsrapport . NASA (februar 2004). Hentet 20. oktober 2007. Arkiveret fra originalen 20. august 2007. (ubestemt)
19. ↑ IEEE Spectrum: En robot der balancerer på en bold . Spectrum.ieee.org. Hentet 27. november 2010. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
20. ↑ Rezero - Focus Project Ballbot . ethz.ch. Dato for adgang: 11. december 2011. Arkiveret fra originalen den 4. februar 2012. (ubestemt)
21. ↑ Carnegie Mellon (2006-08-09). Carnegie Mellon-forskere udvikler en ny type mobil robot, der balancerer og bevæger sig på en bold i stedet for ben eller hjul . Pressemeddelelse . Hentet 2007-10-20 .
22. ↑ Sfærisk robot kan klatre over forhindringer . Bot-junkie. Hentet 27. november 2010. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
23. ↑ Rotundus (downlink) . Rotundus.se. Hentet 27. november 2010. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt) 
24. ↑ OrbSwarm får en hjerne . BotJunkie (11. juli 2007). Hentet 27. november 2010. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
25. ↑ Rolling Orbital Bluetooth-drevet ting . Bot-junkie. Hentet 27. november 2010. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
26. ↑ Sværm . orbswarm.com. Hentet 27. november 2010. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
27. ↑ The Ball Bot: Johnnytronic@Sun (downlink) . blogs.sun.com. Hentet 27. november 2010. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt) 
28. ↑ Senior Design Projects | College of Engineering & Applied Science | University of Colorado i Boulder (utilgængeligt link) . Engineering.colorado.edu (30. april 2008). Hentet 27. november 2010. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt) 
29. ↑ Martynenko Yu. G. , Formalsky A. M.  Om bevægelsen af ​​en mobil robot med rullebærende hjul  // Izvestiya RAN. Teori og kontrolsystemer. - 2007. - Nr. 6 . - S. 142-149 . (Russisk)
30. ↑ Andreev A.S., Peregudova O.A.  On the motion control of a wheeled mobile robot  // Applied Mathematics and Mechanics . - 2015. - T. 79, nr. 4 . - S. 451-462 .
31. ↑ JPL Robotics: System: Commercial Rovers (link utilgængeligt) . Dato for adgang: 26. marts 2011. Arkiveret fra originalen 23. marts 2011. (ubestemt) 
32. ↑ Vukobratovich, 1976 .
33. ↑ Okhotsimsky, Golubev, 1984 .
34. ↑ Multipod-robotter nemme at konstruere (downlink) . Hentet 26. marts 2011. Arkiveret fra originalen 1. juni 2017. (ubestemt) 
35. ↑ AMRU-5 hexapod-robot . Hentet 26. marts 2011. Arkiveret fra originalen 17. august 2016. (ubestemt)
36. ↑ Opnå stabil gang . Honda i hele verden. Hentet 22. oktober 2007. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
37. ↑ Sjov gåtur . Pooter Geek (28. december 2004). Hentet 22. oktober 2007. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
38. ↑ ASIMO's Pimp Shuffle . Populærvidenskab (9. januar 2007). Hentet 22. oktober 2007. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
39. ↑ Vtec Forum: En fuld robot? tråd . Hentet 2. januar 2021. Arkiveret fra originalen 30. april 2020. (ubestemt)
40. ↑ 3D One-Leg Hopper (1983–1984) . MIT Leg Laboratory. Hentet 22. oktober 2007. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
41. ↑ 3D Biped (1989-1995) . MIT Leg Laboratory. Hentet 26. marts 2011. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
42. ↑ Firbenet (1984–1987) . MIT Leg Laboratory. Hentet 26. marts 2011. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
43. ↑ Test af grænserne side 29. Boeing. Hentet 9. april 2008. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
44. ↑ Air Penguin-pingvin-robotter udstillet i Hannover . Hentet 3. april 2011. Arkiveret fra originalen 14. april 2011. (ubestemt)
45. ↑ Information om Air Penguin på Festos hjemmeside . Hentet 3. april 2011. Arkiveret fra originalen 3. april 2011. (ubestemt)
46. ↑ Air-Ray Ballonet, eng. . Hentet 3. april 2011. Arkiveret fra originalen 19. november 2011. (ubestemt)
47. ↑ Beskrivelse af AirJelly på Festos hjemmeside, eng. (utilgængeligt link) . Hentet 3. april 2011. Arkiveret fra originalen 1. april 2011. (ubestemt) 
48. ↑ Ma, Kevin Y.; Chirarattananon, Pakpong; Fuller, Sawyer B.; Wood, Robert J. Controlled Flight of a Biologically Inspired, Insect-Scale Robot  (engelsk)  // Science : journal. - 2013. - Maj ( vol. 340 , nr. 6132 ). - S. 603-607 . - doi : 10.1126/science.1231806 .
49. ↑ Hirose, 1993 .
50. ↑ Chernousko F. L. Bølgelignende  bevægelser af et multiled på et vandret plan // Anvendt matematik og mekanik . - 2000. - T. 64, no. 4 . - S. 518-531 .
51. ↑ Knyazkov M. M., Bashkirov S. A.  Flad bevægelse af en multi-link robot på en overflade med tør friktion // Mechatronics, Automation, Control. - 2004. - Nr. 3 . - S. 28-32 .
52. ↑ Osadchenko N. V. , Abdelrakhman A. M. Z.  Computersimulering af bevægelsen af ​​en mobil kravlerobot // Vestnik MPEI. - 2008. - Nr. 5 . - S. 131-136 .
53. ↑ Miller, Gavin. introduktion . snakerobots.com. Hentet 22. oktober 2007. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt)
54. ↑ ACM-R5 (utilgængeligt link) . Hentet 10. april 2011. Arkiveret fra originalen 11. oktober 2011. (ubestemt) 
55. ↑ Svømmende slangerobot (kommentar på japansk) . Hentet 10. april 2011. Arkiveret fra originalen 8. februar 2012. (ubestemt)
56. ↑ Capuchin Arkiveret 14. januar 2020 på Wayback Machine på YouTube
57. ↑ Gradetsky V. G., Veshnikov V. B., Kalinichenko S. V., Kravchuk L. N. . Kontrolleret bevægelse af mobile robotter på overflader, der er vilkårligt orienteret i rummet. — M .: Nauka , 2001. — 360 s.
58. ↑ Wallbot Arkiveret 26. juni 2008 på Wayback Machine på YouTube
59. ↑ Stanford University: Stickybot . Hentet 30. september 2017. Arkiveret fra originalen 7. marts 2016. (ubestemt)
60. ↑ Sfakiotakis, et al. Gennemgang af fiskesvømmetilstande til vandbevægelse   : tidsskrift . - IEEE Journal of Oceanic Engineering, 1999. - April. Arkiveret fra originalen den 26. september 2007.
61. ↑ Richard Mason. Hvad er markedet for robotfisk? (utilgængeligt link) . Hentet 10. april 2011. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt) 
62. ↑ Robotfisk drevet af Gumstix PC og PIC (utilgængeligt link) . Human Centered Robotics Group ved Essex University. Hentet 25. oktober 2007. Arkiveret fra originalen 24. august 2011. (ubestemt) 
63. ↑ Witoon Juwarahawong. Fiske robot . Institut for Feltrobotik. Hentet 25. oktober 2007. Arkiveret fra originalen 4. november 2007. (ubestemt)
64. ↑ Zenkevich, Jusjtjenko, 2004 , s. atten.
65. ↑ Zenkevich, Jusjtjenko, 2004 , s. 16-18.
66. ↑ Tal og fakta  // Videnskab og liv . - 2017. - Nr. 11 . - S. 59 . (Russisk)
67. ↑ Robotik, underholdende . Lego, Fischertechnik, TRIK eller Amperka: sammenligning og gennemgang af robotdesignere  (russisk) , Underholdende robotteknologi . Arkiveret fra originalen den 13. august 2017. Hentet 13. august 2017.
68. ↑ Topliste over 50 mest lovende og eftertragtede erhverv inden for sekundær uddannelse i Den Russiske Føderation ifølge Arbejdsministeriet . Hentet 25. maj 2017. Arkiveret fra originalen 9. august 2017. (ubestemt)
69. ↑ 1 2 3 4 Olga Slivko. Hvordan servicerobotter vil overtage verden // Schrödingers kat . - 2017. - Nr. 9-10 . - S. 36-39 .
70. ↑ Fundamentals of pædagogisk robotik: læremiddel / red. D. M. Grebneva; Nizhny Tagil-staten. social-ped. in-t (gren) af den russiske stat. professionel ped. universitet - Nizhny Tagil: NTGSPI, 2017. - 108 s.
71. ↑ Konstantin Kuznetsov Smart fabrik: hvordan biler samles uden mennesker // Popular Mechanics . - 2017. - Nr. 5. - S. 86-87. — URL: http://www.popmech.ru/business-news/334232-umnaya-fabrika-kak-avtomobili-sobirayutsya-bez-lyudey/ Arkiveret 24. april 2017 på Wayback Machine
72. ↑ Ekaterina Zubkova. Bureau for videnskabelig og teknisk information. August 2017 nr. 8. Robot "rope walker"  // Videnskab og liv . - 2017. - Nr. 8 . - S. 18 . (Russisk)
73. ↑ IFR-prognose: 1,7 millioner nye robotter til at transformere verdens fabrikker inden 2020 . Hentet 29. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 29. oktober 2017. (ubestemt)
74. ↑ Vinobot Popular Mechanics : En robot, der vil brødføde hele verden Arkiveret 7. maj 2017 på Wayback Machine
75. ↑ IronOx . Hentet 6. juli 2019. Arkiveret fra originalen 30. juni 2019. (ubestemt)
76. ↑ Første grønne // Popular Mechanics . - 2019. - Nr. 7 . - S. 11 .
77. ↑ Popular Mechanics Smart Pants Help People Move Arkiveret 6. februar 2017 på Wayback Machine
78. ↑ Kirill Stasevich. Fra genteknologi til kærlighed: hvad biologer gjorde i 2017  // Videnskab og liv . - 2018. - Nr. 1 . - S. 2-7 . (Russisk)
79. ↑ Valery Chumakov Samtale med kunstig intelligens om robotter og kirurgi Arkiveksemplar af 7. juli 2017 på Wayback Machine // I videnskabens verden . - 2017. - Nr. 5-6. - S. 54 - 61.
80. ↑ Avtomorrow // Popular Mechanics . - 2018. - Nr. 9 . - S. 62-66 .
81. ↑ Deutsche Welle 27/08/2018 Dræberrobotter : snart i alle hære eller under et FN-forbud? Arkiveret 30. august 2018 på Wayback Machine
82. ↑ Valery Shiryaev. Bevæbnet og skræmmende uafhængig  // Novaya Gazeta . - 2018. - Nr. 99 . - S. 19 . (Russisk)
83. ↑ Arnold Khachaturov. "Billig arbejdskraft er fortidens trumfkort"  // Novaya Gazeta . - 2018. - Nr. 33 . - S. 12-13 . (Russisk)
84. ↑ Robo-ejerskabssystem. Hvordan vil vi leve under superkapitalisme. Arkivkopi dateret 1. april 2018 på Kommersant Wayback Machine 4. november 2017 Alexander Zotin 4. november 2017 Alexander Zotin
85. ↑ Hvert sekund vil blive erstattet af en robot . RBC avis. Hentet 10. august 2019. Arkiveret fra originalen 10. august 2019. (ubestemt)
86. ↑ Mennesker, heste, robotter Arkiveret 18. april 2018 på Wayback Machine // Science and Life . - 2017. - Nr. 7. - S. 46
87. ↑ Arnold Khachaturov. Folk ser den næste reform som en "død kat"  // Novaya Gazeta . - 2019. - Nr. 12-13 . - S. 18-19 . (Russisk)

Litteratur

• Bogolyubov A. N.  Matematik. Mekanik. Biografisk guide. - Kiev: Naukova Dumka , 1983. - 639 s.
• Vukobratovich M.  Vandrende robotter og antropomorfe mekanismer. — M .: Mir , 1976. — 541 s.
• Popov E. P., Vereshchagin A. F., Zenkevich S. L.  Manipulationsrobotter: dynamik og algoritmer. — M .: Nauka , 1978. — 400 s.
• Medvedev V. S., Leskov A. G., Jusjtjenko A. S.  Kontrolsystemer til manipulationsrobotter. — M .: Nauka , 1978. — 416 s.
• Okhotsimsky D. E. , Golubev Yu. F.  Mekanik og bevægelseskontrol af et automatisk gangapparat. — M .: Nauka , 1984. — 310 s.
• Kozlov V. V., Makarychev V. P., Timofeev A. V., Yurevich E. I.  Dynamics of robot control. — M .: Nauka , 1984. — 336 s.
• Fu K., Gonzalez R., Lee K.  Robotics / Per. fra engelsk. — M .: Mir , 1989. — 624 s. — ISBN 5-03-000805-5 .
• Popov E. P. , Pismenny G. V.  Fundamentals of Robotics: An Introduction to the Specialty. - M . : Højere skole , 1990. - 224 s. — ISBN 5-06-001644-7 .
• Shahinpour, M.  Kursus i robotteknologi / Pr. fra engelsk. — M .: Mir , 1990. — 527 s. — ISBN 5-03-001375-X .
• Hirose S.  Biologisk inspirerede robotter: Slangelignende lokomotorer og manipulator  (engelsk) . - Oxford: Oxford University Press , 1993. - 240 s.
• Okhotsimsky D. E. , Martynenko Yu. G.  Nye problemer med dynamik og bevægelseskontrol af mobile hjul med robotter // Uspekhi Mekhaniki. - 2003. - V. 2, nr. 1 . - S. 3-47 .
• Makarov I.M. , Topcheev Yu.I.  Robotics: Historie og udsigter. — M .: Nauka ; MAI Publishing House, 2003. - 349 s. — (Informatik: ubegrænsede muligheder og mulige begrænsninger). — ISBN 5-02-013159-8 .
• Zenkevich S. L., Jusjtjenko A. S.  Grundlæggende om kontrol af manipulerende robotter. 2. udg. - M . : Forlag af MSTU im. N. E. Bauman, 2004. - 480 s. — ISBN 5-7038-2567-9 .
• Tyagunov OA  Matematiske modeller og styrealgoritmer til industrielle transportrobotter // Informations-måling og kontrolsystemer. - 2007. - V. 5 , nr. 5 . - S. 63-69 .
• Braga N.  Oprettelse af robotter i hjemmet. - M. : NT Press, 2007. - 368 s. - ISBN 5-477-00749-4 .

Links

• IFR - International Federation of Robotics
• NAURR - National Association of Robotics Market Participants

Ordbøger og encyklopædier	Britannica (online) Treccani Universalis
I bibliografiske kataloger BNE : XX550609 BNF : 11983019n GND : 4261462-4 J9U : 987007541228205171 LCCN : sh85114628 NKC : ph125173

Robotik
Hovedartikler	Robot Robotik Mekatronik Optomekatronik robotteknologi Robotikkens tre love Robot Hall of Fame
Robottyper	industrirobot Landbrugsrobot Robotplæneklipper husstandsrobot Robotstøvsuger kamprobot modulære robotter android Gynoid Personlig robot social robot UAV ubemandet køretøj rover Lunokhod rover Nanobot Brand robotter
Bemærkelsesværdige robotter	Ai Da AIBO Aiko ASIMO stor hund FEDOR HRP PackBot Pleo Roomba Sophia QRIO TOPIO Atlas (robot) Ameca (robot) Tesla Bot
Relaterede termer	Grupperobotik telepresence enhed Cyborg rollator Manipulator Pels (pansrede køretøjer) pedipulator Genoplivningsrobotik Robotkirurgi Adaptiv robotteknologi Robocop